JP6293781B2 - System and method for controlling a power controller - Google Patents

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Description

本開示は、参照により本明細書にその全部を組み入れられ、2012年12月13日に出願された、米国仮特許出願第61/736,942号の優先権を主張するものである。   This disclosure claims the priority of US Provisional Application No. 61 / 736,942, filed December 13, 2012, which is incorporated herein by reference in its entirety.

また、本開示は、参照により本明細書にその全部を組み入れられ、2013年1月25日に出願された、米国仮特許出願第61/756,744号の優先権を主張する。   This disclosure also claims priority to US Provisional Patent Application No. 61 / 756,744, filed Jan. 25, 2013, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

また、本開示は、参照により本明細書にその全部を組み入れられ、2013年5月28日に出願された、米国特許出願第13/903,591号の優先権を主張する。   This disclosure also claims the priority of US Patent Application No. 13 / 903,591, filed May 28, 2013, which is incorporated herein by reference in its entirety.

また、本開示は、参照により本明細書にその全部を組み入れられ、2013年5月28日に出願された、米国特許出願第13/903,632号の優先権を主張する。   This disclosure also claims the priority of US Patent Application No. 13 / 903,632, filed May 28, 2013, which is incorporated herein by reference in its entirety.

本開示は、一般に電子工学の分野に関し、より具体的には、互いに連結されている、1つ又は複数の低電力ランプと電力インフラとの間に整合性を保証するための、システム及び方法に関する。   The present disclosure relates generally to the field of electronics, and more specifically to systems and methods for ensuring consistency between one or more low power lamps and power infrastructure that are coupled together. .

多くの電子システムは、調光装置と接続される、スイッチング電力コンバータ又は変圧器などの回路を含む。接続回路は、調光装置により設定される調光レベルに従って、電力を負荷に供給する。例えば、照明システムにおいて、調光装置は、照明システムに入力信号を提供する。入力信号は調光レベルを表し、それは照明システムに、ランプに供給される電力を調整させ、それにより、調光レベルに応じてランプの輝度を増減させる。多くの異なるタイプの調光装置が、存在する。一般に、調光装置は、一部の交流(「AC」)入力信号が除去され又はゼロになった、出力信号を生成する。例えば、あるアナログ・ベースの調光装置は、交流用の三極素子(「トライアック(triac)」)装置を利用し、交流電源電圧の各サイクルの位相角を変調する。電源電圧の位相角のこの変調は、一般に電源電圧の「位相カット(phase cutting)」とも呼ばれる。電源電圧の位相カットは、照明システムなどの負荷に供給される平均電力を減少させ、それによって、負荷に提供されるエネルギーを制御する。   Many electronic systems include a circuit, such as a switching power converter or a transformer, connected to a dimmer. The connection circuit supplies power to the load according to the dimming level set by the dimming device. For example, in a lighting system, the dimmer provides an input signal to the lighting system. The input signal represents the dimming level, which causes the lighting system to adjust the power supplied to the lamp, thereby increasing or decreasing the lamp brightness in response to the dimming level. There are many different types of dimmers. In general, dimmers produce an output signal with some alternating (“AC”) input signals removed or zeroed. For example, an analog-based dimmer uses an alternating current triode (“triac”) device to modulate the phase angle of each cycle of the alternating power supply voltage. This modulation of the phase angle of the power supply voltage is also commonly referred to as “phase cutting” of the power supply voltage. The phase cut of the power supply voltage reduces the average power supplied to a load, such as a lighting system, thereby controlling the energy provided to the load.

特定のタイプのトライアック・ベースの位相カット調光装置は、先端的な調光装置として知られている。先端的な調光装置は、その調光装置が、位相カット角の間「オフ(off)」であり、その負荷に出力電圧を供給せず、それから、位相カット角の後「オン(on)」になり、その負荷に位相カットされた入力信号を送るように、ACサイクルの始めから位相カットする。適正な動作を保証するために、負荷は、先端的な調光装置に、トライアックによって導通を維持するために必要な電流を超えて突入電流を維持するために十分な、負荷電流を提供しなければならない。調光装置がもたらす電圧の急激な増加及び調光装置におけるコンデンサの存在に起因して、提供されるべき電流は、トライアック導通のために必要な定常電流より通常は実質的に高い。   Certain types of TRIAC-based phase cut dimmers are known as advanced dimmers. Advanced dimmers are dimmed “off” during the phase cut angle, do not supply output voltage to the load, and then “on” after the phase cut angle ”And phase cut from the beginning of the AC cycle to send the phase cut input signal to the load. To ensure proper operation, the load must provide the advanced dimmer with sufficient load current to maintain inrush current beyond that required to maintain continuity by the triac. I must. Due to the sudden increase in voltage provided by the dimmer and the presence of the capacitor in the dimmer, the current to be provided is usually substantially higher than the steady current required for triac conduction.

図1は、トライアック・ベースの先端的な調光装置102及びランプ142を含む照明システム100を示す。図2は、照明システム100と関連している例示的な電圧及び電流のグラフを示す。図1及び図2を参照して、照明システム100は、電圧源104からAC電源電圧VSUPPLYを受ける。電源電圧VSUPPLYは、例えば、アメリカ合衆国において公称で60Hz/110Vの線間電圧であり、又はヨーロッパにおいて公称で50Hz/220Vの線間電圧である。トライアック106は、電圧駆動スイッチとして作用し、トライアック106のゲート端子108は、第1の端子110と第2の端子112との間で電流フローを制御する。ゲート端子108のゲート電圧Vが放電開始しきい値電圧値Vより大きくなると、トライアック106はオンになり、順番に、コンデンサ121がショートし、電流はトライアック106を介して流れることができ、調光装置102は、出力電流iDIMを生成することができるようになる。 FIG. 1 shows an illumination system 100 that includes a triac-based advanced dimmer 102 and a lamp 142. FIG. 2 shows an exemplary voltage and current graph associated with the lighting system 100. Referring to FIGS. 1 and 2, lighting system 100 receives AC power supply voltage V SUPPLY from voltage source 104. The power supply voltage V SUPPLY is, for example, a nominal line voltage of 60 Hz / 110 V in the United States or a nominal line voltage of 50 Hz / 220 V in Europe. The triac 106 acts as a voltage driven switch, and the gate terminal 108 of the triac 106 controls the current flow between the first terminal 110 and the second terminal 112. When the gate voltage V G of the gate terminal 108 becomes larger than the discharge start threshold voltage value V F , the triac 106 is turned on, in turn, the capacitor 121 is short-circuited, and current can flow through the triac 106, The dimmer 102 can generate the output current i DIM .

ランプ142を抵抗型負荷と仮定すると、時刻t及びtのそれぞれにおける、半周期202及び204の各々の始まりから、ゲート電圧Vが放電開始しきい値電圧値Vに到達するまで、調光装置の出力電圧VΦ_DIMは、ゼロ・ボルトである。調光装置の出力電圧VΦ_DIMは、調光装置102の出力電圧を表す。時間tOFFの間、調光装置102は、電源電圧VSUPPLYを切断又は削減し、調光装置の出力電圧VΦ_DIMが、時間tOFFの間、ゼロ・ボルトに維持される。時刻tで、ゲート電圧Vは放電開始しきい値Vに到達して、トライアック106は導通し始める。一旦、トライアック106がオンになると、調光装置の電圧VΦ_DIMは、時間tONの間、電源電圧VSUPPLYに追従する。 Assuming that the ramp 142 is a resistive load, from the beginning of each of the half periods 202 and 204 at times t 0 and t 2 , respectively, until the gate voltage V G reaches the discharge start threshold voltage value V F. The output voltage VΦ_DIM of the dimmer is zero volts. The output voltage VΦ_DIM of the light control device represents the output voltage of the light control device 102. During time t OFF, dimmer 102, cut or reduce the power supply voltage V SUPPLY, the output voltage V Fai_DIM dimmer is during the time t OFF, is maintained at zero volts. At time t 1, the gate voltage V G is reached the discharge starting threshold V F, the triac 106 begins conducting. Once the triac 106 is turned on, the voltage V Fai_DIM dimmer during the time t ON, follow the supply voltage V SUPPLY.

トライアック106をオープンにするために必要なしきい値電流を超えて、トライアック106を介した突入電流を維持するために、一旦、トライアック106がオンになると、トライアック106から供給される電流iDIMは、アタッチ電流(attach current)iATTを超えなければならない。加えて、一旦、トライアック106がオンになると、ゲート電圧Vの値に拘わらず、電流iDIMが保持電流値iHCを超えて維持される限り、トライアック106は電流iDIMを導通することを継続する。アタッチ電流値iATT及び保持電流値iHCは、トライアック106の物理的特性の関数である。一旦、電流iDIMが保持電流値iHC未満に下がると、すなわちiDIM<iHCとなると、トライアック106は、ゲート電圧Vが放電開始しきい値Vに再び到達するまで、オフになる(すなわち、導通を停止する)。多くの従来の応用例において、保持電流値iHCは一般に十分に低く、理想的には、電源電圧VSUPPLYが、半周期202の終わり近くの時刻tで、およそゼロ・ボルトであるとき、電流iDIMは保持電流値iHC未満に下がる。 To maintain the inrush current through the triac 106 beyond the threshold current required to open the triac 106, once the triac 106 is turned on, the current i DIM supplied from the triac 106 is Attach current i ATT must be exceeded. In addition, once the triac 106 is turned on, regardless of the value of the gate voltage V G, as long as the current i DIM is maintained above a holding current value i HC, the triac 106 to conduct current i DIM continue. The attach current value i ATT and the holding current value i HC are functions of the physical characteristics of the triac 106. Once the current i DIM falls below the holding current value i HC , that is, i DIM <i HC , the triac 106 is turned off until the gate voltage V G reaches the discharge start threshold V F again. (Ie, continuity is stopped). In many conventional applications, the holding current value i HC is generally low enough, ideally when the power supply voltage V SUPPLY is approximately zero volts at time t 2 near the end of half-cycle 202, The current i DIM falls below the holding current value i HC .

並列に接続されている抵抗器116及びコンデンサ118と直列の可変抵抗器114はタイミング回路115を形式し、ゲート電圧Vが放電開始しきい値Vに到達する時刻tを制御する。可変抵抗器114の抵抗を増加させると、時刻tOFFが増加し、可変抵抗器114の抵抗を減少させると、時刻tOFFが減少する。可変抵抗器114の抵抗値は、ランプ142のための調光値を効果的に設定する。ダイアック(diac)119は、トライアック106のゲート端子108に、電流フローを提供する。また、調光装置102はインダクタ・チョーク120を含み、調光装置の出力電圧VΦ_DIMを平滑化する。また、トライアック・ベースの調光装置102は、電磁干渉を低減させるために、トライアック106及びインダクタ・チョーク120の両端に接続されているコンデンサ121を含む。 A resistor 116 and a variable resistor 114 in series with a capacitor 118 connected in parallel form a timing circuit 115 and controls the time t 1 when the gate voltage V G reaches the discharge start threshold V F. When the resistance of the variable resistor 114 is increased, the time tOFF is increased, and when the resistance of the variable resistor 114 is decreased, the time tOFF is decreased. The resistance value of the variable resistor 114 effectively sets the dimming value for the lamp 142. A diac 119 provides current flow to the gate terminal 108 of the triac 106. In addition, the dimmer 102 includes an inductor choke 120 and smoothes the output voltage VΦ_DIM of the dimmer . The triac-based dimmer 102 also includes a capacitor 121 connected across the triac 106 and the inductor choke 120 to reduce electromagnetic interference.

理想的には、調光装置の出力電圧VΦ_DIMの位相角を変調すると、ランプ142は、効果的に、電源電圧VSUPPLYの各半周期の時間tOFFの間にオフに、時間tONの間にオンになる。それにより、理想的には、調光装置102は、調光装置の出力電圧VΦ_DIMに従ってランプ142に供給される、平均エネルギーを効果的に制御する。 Ideally, when modulating the phase angle of the output voltage V Fai_DIM dimmer, lamp 142 is effectively, off during the time t OFF of each half-cycle of the supply voltage V SUPPLY, time t ON Turn on in between. Thereby, ideally, the dimmer 102 effectively controls the average energy supplied to the lamp 142 according to the output voltage VΦ_DIM of the dimmer .

トライアック・ベースの調光装置102は、白熱電球など、ランプ142が比較的高い電力値を消費する場合など、多くの状況において適切に機能する。しかしながら、調光装置102が小さい電力負荷を(例えば、発光ダイオード又はLEDランプ)かけられる状況において、このような負荷は、少ない量の電流iDIMを供給する場合があり、電流iDIMはアタッチ電流iATTに到達することに失敗する可能性があり、更に、電源電圧VSUPPLYがおよそゼロ・ボルトに到達する前に、電流iDIMは早期に保持電流値iHC未満に下がる場合がある。電流iDIMがアタッチ電流iATTに到達することに失敗する場合、調光装置102は早期に切断することがあり、入力電圧VSUPPLYの適切な部分をその出力に送らないことがある。電流iDIMが早期に保持電流値iHC未満に下がる場合、調光装置102は、早期にシャットダウンし、調光装置の電圧VΦ_DIMは、早期にゼロに下がることになる。調光装置の電圧VΦ_DIMがゼロまで早期に下がる場合、調光装置の電圧VΦ_DIMは、可変抵抗器114の抵抗値によって設定される意図された調光値を反映しない。例えば、調光装置の電圧VΦ_DIM206において、tより著しく早い時刻に、電流iDIMが保持電流値iHC未満に下がる場合、オン時間tONは、時刻tで終わる代わりに、tより早い時刻に早期に終了し、それによって、負荷に供給されるエネルギー量を減少させる。それ故、負荷に供給されるエネルギーは、調光装置の電圧VΦ_DIMに対応する調光レベルと一致しないことになる。加えて、VΦ_DIMが早期にゼロまで下がる場合、電荷は、コンデンサ118及びゲート108に蓄積され得、同一の半周期202又は204の間にゲート電圧Vが放電開始しきい値電圧Vを超える場合に、再びトライアック106を再放電させ、及び/又は、そのような蓄積された電荷のために後続の半周期にトライアック106を誤って放電させる。それ故、トライアック106の早期の切断は、調光装置102のタイミング回路におけるエラー、及びその動作の不安定性をもたらす場合がある。 The triac-based dimmer 102 functions properly in many situations, such as when the lamp 142 consumes a relatively high power value, such as an incandescent bulb. However, the light control device 102 is less power load (for example, light emitting diodes or LED lamps) in situations where applied, such a load, may supply a lesser amount of current i DIM, current i DIM Attaching current It may fail to reach i ATT , and the current i DIM may drop below the holding current value i HC early before the power supply voltage V SUPPLY reaches approximately zero volts. If the current i DIM fails to reach the attach current i ATT , the dimmer 102 may disconnect prematurely and may not send the appropriate portion of the input voltage V SUPPLY to its output. If the current i DIM falls below the holding current value i HC early, the dimmer 102 will shut down early and the dimmer voltage V Φ_DIM will drop to zero early. If the dimmer voltage V Φ_DIM falls early to zero, the dimmer voltage V Φ_DIM does not reflect the intended dimming value set by the resistance value of the variable resistor 114. For example, the voltage V Φ_DIM 206 dimmer, considerably earlier than t 2, when the current i DIM falls below the holding current value i HC, on-time t ON, instead of ending at time t 2, t 2 It ends early at an earlier time, thereby reducing the amount of energy delivered to the load. Therefore, the energy supplied to the load will not match the dimming level corresponding to the voltage VΦ_DIM of the dimming device. In addition, if V Φ_DIM drops to zero early, charge can be stored in capacitor 118 and gate 108 and during the same half-cycle 202 or 204 the gate voltage V G reduces the discharge start threshold voltage V F. If so, the TRIAC 106 is re-discharged again and / or the TRIAC 106 is erroneously discharged in subsequent half-cycles due to such accumulated charge. Therefore, early disconnection of the triac 106 may result in errors in the timing circuit of the dimmer 102 and instability of its operation.

調光装置によって光源を調光すると、光源を動作させる場合に、エネルギーを節約し、更に、ユーザは光源の輝度を望ましいレベルに調整することができる。しかしながら、白熱電球などの抵抗型負荷の使用のために設計された、トライアック・ベースの先端的な調光装置などの従来の調光装置は、電力コンバータ又は変圧器などの無効負荷に未処理の位相変調信号を供給することを試みる場合に、しばしば適切に動作しない。   Dimming the light source with the dimming device saves energy when operating the light source and allows the user to adjust the brightness of the light source to a desired level. However, conventional dimmers, such as triac-based advanced dimmers, designed for use with resistive loads such as incandescent bulbs, are unprocessed to reactive loads such as power converters or transformers. When trying to provide a phase modulated signal, it often does not work properly.

電力インフラに存在する変圧器は、磁気又は電子変圧器を含んでもよい。磁気変圧器は、2つのコイルの導電材料(例えば、銅)を通常は含み、各々のコイルは高い透磁率を有する材料(例えば、鉄)の芯の周りに、その磁束が両コイルを通過するように巻き付けられている。動作に際しては、第1のコイルの電流はコア内で変化する磁場を発生させることができ、変化する磁場が電磁誘導によって二次巻線の端部の両端に電圧を誘導する。それ故、磁気変圧器は、一次巻線に連結する構成部品と二次巻線に連結する構成部品との間の回路に電気的分離を提供すると同時に電圧レベルを上げる、又は下げる場合がある。   Transformers present in the power infrastructure may include magnetic or electronic transformers. A magnetic transformer typically includes two coils of conductive material (eg, copper), each coil passing around both cores around a core of a material with high permeability (eg, iron). It is wound like so. In operation, the current in the first coil can generate a changing magnetic field in the core, and the changing magnetic field induces a voltage across the ends of the secondary winding by electromagnetic induction. Therefore, the magnetic transformer may increase or decrease the voltage level while providing electrical isolation for the circuit between the component coupled to the primary winding and the component coupled to the secondary winding.

他方で、電子変圧器は、絶縁を提供すると同時に電圧レベルを上げて又は下げて、且つ任意の電力係数の負荷電流に適応することができるという点で、従来の磁気変圧器と同様に作用する装置である。電子変圧器は、低周波電圧波(例えば、直流から400ヘルツまで)を(例えば、10,000ヘルツのオーダーの)高周波電圧波に変換する電源スイッチを一般に含む。比較的小さい磁気変圧器はそのような電源スイッチに連結してもよく、それにより、従来の磁気変圧器の電圧レベル変換及び絶縁機能を提供する。   On the other hand, an electronic transformer works like a conventional magnetic transformer in that it can provide isolation and at the same time increase or decrease voltage levels and adapt to load currents of any power factor. Device. Electronic transformers typically include a power switch that converts low frequency voltage waves (eg, from direct current to 400 hertz) into high frequency voltage waves (eg, on the order of 10,000 hertz). A relatively small magnetic transformer may be coupled to such a power switch, thereby providing voltage level translation and isolation functions of conventional magnetic transformers.

図3は、(例えば、図1に示されているものなどの)トライアック・ベースの先端的な調光装置102、電子変圧器122、及びランプ142を含む、照明システム101を示す。例えば、このようなシステム101は、ハロゲンランプ(例えば、MR16ハロゲンランプ)での使用のために、高電圧(例えば、110V、220V)を低電圧(例えば、12V)に変換するために、使用されてもよい。図4は、照明システム101と関連する例示的な電圧及び電流のグラフを示す。   FIG. 3 shows a lighting system 101 that includes a triac-based advanced dimmer 102, an electronic transformer 122, and a lamp 142 (eg, such as that shown in FIG. 1). For example, such a system 101 is used to convert a high voltage (eg, 110V, 220V) to a low voltage (eg, 12V) for use with a halogen lamp (eg, MR16 halogen lamp). May be. FIG. 4 shows an exemplary voltage and current graph associated with the lighting system 101.

当該技術分野で知られているように、電子変圧器は、自己共振回路の原則に基づいて動作する。図3及び図4を参照して、調光装置102が変圧器122及び低電力ランプ142に接続して使用される場合に、ランプ142の低電流の供給は、電子変圧器122が確実に自励発振するためには不十分な場合がある。   As is known in the art, electronic transformers operate on the principle of self-resonant circuits. 3 and 4, when the dimmer 102 is used in connection with the transformer 122 and the low power lamp 142, the low current supply of the lamp 142 ensures that the electronic transformer 122 is self-supporting. In some cases, it is insufficient for exciting oscillation.

更に例示すると、電子変圧器122は、調光装置の出力電圧VΦ_DIMを、その入力に受け入れてもよく、そこで、その電圧はダイオード124によって形成されるフルブリッジ整流器によって整流される。調光装置の放電開始点tにおいて電圧VΦ_DIMの大きさが増加するにつれて、ダイアック128がオンになる点までコンデンサ126の電圧が増加し、それにより更にトランジスタ129をオンすることができる。一旦、トランジスタ129がオンになると、コンデンサ126は放電され得、一次巻線(T2a)及び2つの二次巻線(T2b及びT2c)を含む、スイッチング変圧器130の自己共振のために発振が始まることになる。従って、図4に示すように、発振出力電圧V402は、変圧器132の二次に基づいて形成され、VΦ_DIMに比例したAC電圧レベルを境界として、調光装置102がオンである間、ランプ142に供給されることになる。 To further illustrate, the electronic transformer 122 may accept the dimmer output voltage VΦ_DIM at its input, where the voltage is rectified by a full bridge rectifier formed by a diode 124. As the magnitude of the voltage VΦ_DIM increases at the discharge start point t 1 of the dimmer , the voltage on the capacitor 126 increases to the point where the diac 128 is turned on, thereby further turning on the transistor 129. Once transistor 129 is turned on, capacitor 126 can be discharged due to the self-resonance of switching transformer 130, which includes a primary winding (T 2a ) and two secondary windings (T 2b and T 2c ). Oscillation will begin. Therefore, as shown in FIG. 4, the oscillating output voltage V S 402 is formed based on the secondary of the transformer 132, while the dimmer 102 is on with the AC voltage level proportional to V Φ_DIM as a boundary , Will be supplied to the lamp 142.

しかしながら、前述したように、多くの電子変圧器は、小電流負荷とは適切に機能しない。軽い負荷に対して、発振を維持するためにはスイッチング変圧器130の一次巻線を介しての電流は不十分なことがある。ランプ142が35ワットのハロゲン電球であるなどの従来の応用例の場合、ランプ142は変圧器122が発振を維持することができる十分な電流を供給することができる。しかしながら、6ワットのLED電球などの低電力ランプが使用される場合、ランプ142によって供給される電流は、変圧器122における発振を維持するためには不十分な場合があり、目に見えるちらつき、及び調光装置によって示されるレベル未満の全光出力の減少などの、信頼できない効果をもたらすことがある。   However, as mentioned above, many electronic transformers do not function properly with small current loads. For light loads, the current through the primary winding of the switching transformer 130 may be insufficient to maintain oscillation. For conventional applications, such as lamp 142 being a 35 watt halogen bulb, lamp 142 can provide sufficient current that transformer 122 can maintain oscillation. However, if a low power lamp, such as a 6 watt LED bulb, is used, the current supplied by the lamp 142 may not be sufficient to maintain oscillation in the transformer 122, and a visible flicker, And may result in unreliable effects, such as a reduction in total light output below the level exhibited by the dimmer.

加えて、従来の方法は、ランプが連結される、あるタイプの変圧器を効果的に検出又は検知せず、更に、低電力の(例えば、12ワット未満)ランプとそれらが適用される電力インフラとの間に整合性を保証することを困難にする。   In addition, conventional methods do not effectively detect or detect certain types of transformers to which the lamps are coupled, and furthermore, low power (eg, less than 12 watts) lamps and the power infrastructure to which they are applied. It is difficult to guarantee the consistency between them.

本開示の教示に従って、調光装置及び変圧器と低電力ランプとの整合性を保証することとに関連する、ある種の短所及び課題は低減され又は除去される。   In accordance with the teachings of the present disclosure, certain disadvantages and challenges associated with dimming devices and ensuring the integrity of the transformer and the low power lamp are reduced or eliminated.

本開示の実施例に従って、機器は、負荷と、先端的な調光装置によって駆動される電子変圧器の二次巻線との間に整合性を提供する、制御器を含んでもよい。制御器は、エネルギーが電子変圧器から利用できると判定することに応答して、電子変圧器から要求された電力値を供給するように構成されてもよく、それにより、要求された電力値に従って電子変圧器からエネルギー蓄積装置へエネルギーを伝送する。更に、制御器は、エネルギー蓄積装置の電圧が所定の電圧範囲内に調整されるような割合で、エネルギー蓄積装置から負荷までエネルギーを伝送するように構成されてもよい。   In accordance with an embodiment of the present disclosure, the instrument may include a controller that provides consistency between the load and the secondary winding of the electronic transformer driven by the advanced dimmer. The controller may be configured to supply the requested power value from the electronic transformer in response to determining that energy is available from the electronic transformer, thereby according to the requested power value. Transmit energy from the electronic transformer to the energy storage device. Further, the controller may be configured to transmit energy from the energy storage device to the load at a rate such that the voltage of the energy storage device is adjusted within a predetermined voltage range.

本開示のこれら及び他の実施例に従って、負荷と、先端的な調光装置によって駆動される電子変圧器の二次巻線との間の整合性を提供する方法は、エネルギーが電子変圧器から利用できると判定することに応答して、電子変圧器から要求された電力値を供給し、それにより、要求された電力値に従って電子変圧器からエネルギー蓄積装置へエネルギーを伝送するステップを含んでもよい。更に、本方法は、エネルギー蓄積装置の電圧が所定の電圧範囲内に調整されるような割合で、エネルギー蓄積装置から負荷にエネルギーを伝送するステップを含んでもよい。   In accordance with these and other embodiments of the present disclosure, a method for providing consistency between a load and a secondary winding of an electronic transformer driven by a state-of-the-art dimmer is a method that provides energy from the electronic transformer. In response to determining that it is available, the method may include providing a requested power value from the electronic transformer, thereby transmitting energy from the electronic transformer to the energy storage device according to the requested power value. . Further, the method may include transmitting energy from the energy storage device to the load at a rate such that the voltage of the energy storage device is adjusted within a predetermined voltage range.

本開示のこれら及び他の実施例に従って、機器は、電力コンバータ及び制御器を含んでもよい。制御器は、電力コンバータの入力における電圧を監視し、入力から負荷に目標電流で電力制御器にエネルギーを伝送させ、電圧が不足電圧しきい値以下であると判定することに応答して目標電流を減少させ、電圧が最大しきい値電圧以上であると判定することに応答して目標電流を増加させるように、構成されてもよい。   In accordance with these and other embodiments of the present disclosure, the device may include a power converter and a controller. The controller monitors the voltage at the input of the power converter, transmits energy from the input to the load with the target current to the power controller, and in response to determining that the voltage is below the undervoltage threshold. May be configured to increase the target current in response to determining that the voltage is greater than or equal to the maximum threshold voltage.

本開示のこれら及び他の実施例に従って、方法は、電力コンバータの入力において電圧を監視するステップを含んでもよい。更に、本方法は、入力から負荷に目標電流で電力制御器にエネルギーを伝送させるステップを含んでもよい。加えて、本方法は、電圧が不足電圧しきい値以下であると判定することに応答して、目標電流を減少させるステップを含んでもよい。更に、本方法は、電圧が最大しきい値電圧以上であると判定することに応答して、目標電流を増加させることを含んでもよい。本開示の技術的利点は、本明細書に含まれる図、説明、及び特許請求の範囲から、当業者にとって容易に明らかとなり得る。実施例の目的及び利点は、特許請求の範囲で具体的に指摘される、少なくとも要素、特徴、及び組合せによって理解され、達成されるだろう。   In accordance with these and other embodiments of the present disclosure, the method may include monitoring the voltage at the input of the power converter. Further, the method may include causing the power controller to transfer energy from the input to the load at a target current. In addition, the method may include reducing the target current in response to determining that the voltage is below the undervoltage threshold. Further, the method may include increasing the target current in response to determining that the voltage is greater than or equal to the maximum threshold voltage. The technical advantages of the present disclosure may be readily apparent to one skilled in the art from the figures, descriptions, and claims included herein. The objectives and advantages of the embodiments will be understood and attained by at least the elements, features, and combinations particularly pointed out in the claims.

前述の発明の概要及び以下の詳細な説明の両方は実例であり、説明的であり、且つ本開示に記載する特許請求の範囲の制限的なものではないと考えるべきである。   It is to be understood that both the foregoing summary of the invention and the following detailed description are exemplary, explanatory, and not restrictive of the scope of the claims set forth in this disclosure.

本実施例及びその利点のより完全な理解は、添付図面に関連して理解される、以下の説明を参照することによって得られるだろう。これらの図面では、同一の参照番号は同一の機能を示す。   A more complete understanding of this embodiment and its advantages will be obtained by reference to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: In these drawings, the same reference numerals indicate the same functions.

当該技術分野で知られているように、トライアック・ベースの先端的な調光装置を含む照明システムを例示する。Illustrate an illumination system that includes a triac-based advanced dimmer as is known in the art. 当該技術分野で知られているように、図1において示される照明システムと関連する例示的な電圧及び電流のグラフを例示する。FIG. 2 illustrates exemplary voltage and current graphs associated with the illumination system shown in FIG. 1, as is known in the art. 当該技術分野で知られているように、トライアック・ベースの先端的な調光装置及び電子変圧器を含む照明システムを例示する。Illustrate a lighting system including a triac-based advanced dimmer and an electronic transformer, as is known in the art. 当該技術分野で知られているように、図3において示される照明システムと関連する例示的な電圧及び電流のグラフを例示する。FIG. 4 illustrates exemplary voltage and current graphs associated with the illumination system shown in FIG. 3, as known in the art. 本開示の実施例に従って、照明システムの低電力ランプと他の素子との間に整合性を提供するための、制御器を含む照明システム例を例示する。FIG. 4 illustrates an example lighting system including a controller for providing consistency between a low power lamp and other elements of the lighting system, in accordance with an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施例に従って、ランプと、先端的な調光装置によって駆動される電子変圧器との間の整合性を保証する、例示的な方法のフローチャートを例示する。FIG. 6 illustrates a flowchart of an exemplary method for ensuring consistency between a lamp and an electronic transformer driven by an advanced dimmer, in accordance with an embodiment of the present disclosure.

図5は、本開示の実施例に従って、照明システム500の、低電力の光源(例えばLED80(複数可))と他の素子との間に整合性を提供するために、ランプ・アセンブリ90に統合された制御器60を含む、例示的な照明システム500を例示する。図5に示すように、照明システム500は、電圧源5、先端的な調光装置10、電子変圧器20、及びランプ・アセンブリ90を含んでもよい。電圧源5は、例えば、アメリカ合衆国において公称で60Hz/110Vの線間電圧、又はヨーロッパにおいて公称で50Hz/220Vの線間電圧である、電源電圧を生成してもよい。   FIG. 5 is integrated into the lamp assembly 90 to provide consistency between the low power light source (eg, LED 80 (s)) and other elements of the lighting system 500, according to an embodiment of the present disclosure. 1 illustrates an exemplary lighting system 500 that includes a controlled controller 60. As shown in FIG. 5, the lighting system 500 may include a voltage source 5, an advanced dimmer 10, an electronic transformer 20, and a lamp assembly 90. The voltage source 5 may generate a power supply voltage, for example, a nominal line voltage of 60 Hz / 110 V in the United States or a nominal line voltage of 50 Hz / 220 V in Europe.

先端的な調光装置10は、照明システム500の他の素子に調光信号を生成するための、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよく、調光信号は、照明システム500に、ランプ・アセンブリ90に供給される電力を調整させ、それにより、調光レベルに応じて、ランプ・アセンブリ90に統合されたLED80(複数可)又は別の光源の輝度を増加させ又は減少させる調光レベルを表す。すなわち、先端的な調光装置10は、図1及び図3に示されるものと類似又は同一の先端的な調光装置を含んでもよい。   The advanced dimming device 10 may include any system, device, or equipment for generating a dimming signal to other elements of the lighting system 500, and the dimming signal is transmitted to the lighting system 500 as a lamp. A dimming level that adjusts the power supplied to the assembly 90, thereby increasing or decreasing the brightness of the LED (s) or another light source integrated in the lamp assembly 90 depending on the dimming level Represents. That is, the advanced dimmer 10 may include an advanced dimmer similar or identical to that shown in FIGS. 1 and 3.

電子変圧器20は、変圧器20の巻線回路間で誘導結合によってエネルギーを伝送するための、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよい。すなわち、電子変圧器20は、図3に示されるものと類似又は同一の磁気変圧器、又は任意の他の適切な変圧器を含んでもよい。   The electronic transformer 20 may include any system, device, or equipment for transferring energy by inductive coupling between the winding circuits of the transformer 20. That is, the electronic transformer 20 may include a magnetic transformer similar or identical to that shown in FIG. 3, or any other suitable transformer.

ランプ・アセンブリ90は、(例えば、電子変圧器20によって供給される)電気エネルギーを(例えば、LED80(複数可)において)光エネルギーに変換するための、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよい。いくつかの実施例において、ランプ・アセンブリ90は多面反射鏡のフォーム・ファクタ(例えば、MR16フォーム・ファクタ)を含んでもよい。これら及び他の実施例において、ランプ・アセンブリ90はLEDランプを含んでもよい。図5に示すように、ランプ・アセンブリ90は、ブリッジ整流器30、昇圧コンバータ段40、リンク・コンデンサ45、降圧コンバータ段50、負荷コンデンサ75、電力消散型クランプ70、LED80(複数可)、及び制御器60を含んでもよい。   The lamp assembly 90 may include any system, apparatus, or device for converting electrical energy (eg, supplied by the electronic transformer 20) to light energy (eg, at the LED (s) 80). Good. In some embodiments, the lamp assembly 90 may include a polyhedral reflector form factor (eg, an MR16 form factor). In these and other embodiments, the lamp assembly 90 may include an LED lamp. As shown in FIG. 5, the lamp assembly 90 includes a bridge rectifier 30, a boost converter stage 40, a link capacitor 45, a buck converter stage 50, a load capacitor 75, a power dissipating clamp 70, an LED 80 (s), and a control. A container 60 may be included.

ブリッジ整流器30は、当該技術において知られているように、交流電圧信号νの全体をただ1つの極性を有する整流された電圧信号νRECに変換するための、任意の適切な電気又は電子装置を含んでもよい。 The bridge rectifier 30 is any suitable electrical or electronic device for converting the entire AC voltage signal ν S into a rectified voltage signal ν REC with only one polarity, as is known in the art. May be included.

昇圧コンバータ段40は、入力電圧(例えば、νREC)をより高い出力電圧(例えば、νLINK)に変換するように構成される、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよく、変換は、制御信号(例えば、以下に更に詳細に説明されるように、制御器60から伝達された制御信号)に基づいている。同様に、降圧コンバータ段50は、入力電圧(例えば、νLINK)をより低い出力電圧(例えば、νOUT)に変換するように構成される、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよく、変換は、別の制御信号(例えば、以下に更に詳細に説明されるように、制御器60から伝達された別の制御信号)に基づいている。 Boost converter stage 40 may include any system, apparatus, or device configured to convert an input voltage (eg, ν REC ) to a higher output voltage (eg, ν LINK ), Based on a control signal (e.g., a control signal transmitted from the controller 60 as will be described in more detail below). Similarly, the buck converter stage 50 may include any system, apparatus, or device configured to convert an input voltage (eg, ν LINK ) to a lower output voltage (eg, ν OUT ), The conversion is based on another control signal (eg, another control signal communicated from the controller 60, as will be described in more detail below).

リンク・コンデンサ45及び出力コンデンサ75のそれぞれは、電場にエネルギーを蓄積する任意のシステム、装置、又は機器を構成してもよい。リンク・コンデンサ45は、電圧νLINKの形で、昇圧コンバータ段40によって生成されるエネルギーを蓄積するように構成されてもよい。出力コンデンサ75は、電圧νOUTの形で、降圧コンバータ段50によって生成されるエネルギーを蓄積するように構成されてもよい。 Each of the link capacitor 45 and the output capacitor 75 may constitute any system, apparatus, or device that stores energy in an electric field. Link capacitor 45 may be configured to store energy generated by boost converter stage 40 in the form of voltage ν LINK . Output capacitor 75 may be configured to store energy generated by step-down converter stage 50 in the form of voltage ν OUT .

電力消散型クランプ70は、選択的に起動させた場合に、リンク・コンデンサ45に蓄積されたエネルギーを散逸させるように構成される、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよく、それにより、電圧νLINKを減少させる。図5によって表される実施例において、クランプ70は、クランプ70が、スイッチを制御するために制御器60から伝達された制御信号に基づいて使用可又は不可にすることを選択できるように、スイッチ(例えば、トランジスタ)と直列な抵抗器を含むことができる。 The power dissipating clamp 70 may include any system, apparatus, or device configured to dissipate energy stored in the link capacitor 45 when selectively activated, thereby The voltage ν LINK is decreased. In the embodiment represented by FIG. 5, the clamp 70 is a switch so that the clamp 70 can choose to enable or disable based on a control signal communicated from the controller 60 to control the switch. A resistor in series with (eg, a transistor) can be included.

LED80(複数可)は、LED80(複数可)両端の電圧νOUTに基づいた量の光エネルギーを放出するように構成される1つ又は複数の発光ダイオードを含んでもよい。 The LED 80 (s) may include one or more light emitting diodes configured to emit an amount of light energy based on the voltage ν OUT across the LED 80 (s).

制御器60は、本開示の他の場所で更に詳細に説明されるように、昇圧コンバータ段40の入力に存在する電圧νRECを判定し、昇圧コンバータ段によって供給される電流iRECの量を制御し、及び/又はこのような電圧νRECに基づいて降圧段50によって供給された電流iOUTの量を制御するように構成される、任意のシステム、装置、又は機器を含んでもよい。加えて、又はこれに代えて、制御器60は、本開示の他の場所で更に詳細に説明されるように、昇圧コンバータ段40の出力に存在する電圧νLINKを判定して、降圧段50によって供給された電流iOUTの量を制御する及び/又はこのような電圧νLINKに基づいてクランプ70を使用可又は不可にすることを選択するように構成されてもよい。 The controller 60 determines the voltage ν REC present at the input of the boost converter stage 40 and determines the amount of current i REC supplied by the boost converter stage, as will be described in more detail elsewhere in this disclosure. Any system, apparatus, or device configured to control and / or control the amount of current i OUT supplied by the step-down stage 50 based on such voltage ν REC may be included. In addition or alternatively, the controller 60 may determine the voltage ν LINK present at the output of the boost converter stage 40 to determine the voltage of the step-down stage 50, as described in more detail elsewhere in this disclosure. May be configured to control the amount of current i OUT supplied by and / or select to enable or disable the clamp 70 based on such a voltage ν LINK .

動作に際しては、制御器60は、電力が電子変圧器20から利用できると共に測定した電圧νRECに基づいている場合に、νRECに反比例する電流iRECを生成してもよい(例えば、本開示の他の場所で説明されるようにiREC=P/νREC、ここでPは所定の電力である)。それにより、電圧νRECが増加するにつれて、制御器60は電流iRECを減少させ、電圧νRECが減少するにつれて、制御器60は電流iRECを増加させてもよい。加えて、本開示の他の場所で更に詳細に説明されるように、電子変圧器20の最大出力電圧νを十分に越える電圧レベルで、電圧νLINKを調整するのに必要な量の定電流を、制御器60は降圧コンバータ段50に出力させてもよい。 In operation, the controller 60 may generate a current i REC that is inversely proportional to ν REC when power is available from the electronic transformer 20 and is based on the measured voltage ν REC (eg, the present disclosure). I REC = P / ν REC , where P is a predetermined power) as described elsewhere. Thus, as the voltage [nu REC increases, the controller 60 decreases the current i REC, as the voltage [nu REC decreases, the controller 60 may increase the current i REC. In addition, as will be explained in more detail elsewhere in this disclosure, the amount of voltage needed to regulate the voltage ν LINK at a voltage level well above the maximum output voltage ν S of the electronic transformer 20. The controller 60 may cause the step-down converter stage 50 to output the current.

電圧νLINKを調整するために、制御器60は、電圧νLINKを検出し、検出された電圧νLINKに基づいて、降圧コンバータ段50によって生成された電流iOUTを制御してもよい。例えば、電圧νLINKが第1の不足電圧しきい値未満に下がる場合、このようなケースは、昇圧コンバータ段40が供給できるより多くの電力を、降圧コンバータ段50が供給していることを示しているかもしれない。これに応答して、電圧νLINKがもはや第1の不足電圧しきい値未満でなくなるまで、制御器60は降圧コンバータ50に電流iOUTを減少させてもよい。いくつかの実施例において、LED80(複数可)の可視光出力において、発振又は難しいステップを防止するために、制御器60は、電流iOUTが減少するローパス・フィルタを実装してもよい。別の例として、電圧νLINKが、第1の不足電圧しきい値より小さい大きさを有する第2の不足電圧しきい値未満に下がる場合、もはや調整することができないポイントまで電圧νLINKが落ち込むことを防止するために、電圧νLINKが第2の不足電圧しきい値未満で存続する限り、制御器60によって実装されるローパス・フィルタの帯域幅を増加してもよい。 In order to adjust the voltage [nu LINK, the controller 60 detects the voltage [nu LINK, based on the detected voltage [nu LINK, may control the current i OUT generated by the step-down converter stage 50. For example, if the voltage ν LINK drops below the first undervoltage threshold, such a case indicates that the buck converter stage 50 is supplying more power than the boost converter stage 40 can supply. May have. In response, controller 60 may reduce current i OUT to buck converter 50 until voltage ν LINK is no longer below the first undervoltage threshold. In some embodiments, to prevent oscillations or difficult steps in the visible light output of LED 80 (s), controller 60 may implement a low-pass filter that reduces current i OUT . As another example, the voltage [nu LINK, if falls below the second undervoltage threshold having a magnitude less than the first undervoltage threshold, the voltage [nu LINK fall to the point where it can no longer adjust In order to prevent this, the bandwidth of the low pass filter implemented by the controller 60 may be increased as long as the voltage ν LINK remains below the second undervoltage threshold.

更なる例として、電圧νLINKが最大しきい値電圧を超えて上がる場合、このようなケースは、降圧コンバータ段50が消費できるより多くの電力を、昇圧コンバータ段40が生成していることを示しているかもしれない。これに応答して、制御器60は、電圧νLINKがもはや最大しきい値電圧を超えなくなるまで、降圧コンバータ50に電流iOUTを増加させてもよい。いくつかの実施例において、LED80(複数可)の可視光出力において、発振又は難しいステップを防止するために、制御器60は、電流iOUTが増加するローパス・フィルタを実装してもよい。加えて又はこれに代えて、最大しきい値電圧を超えて上昇している電圧νLINKに応答して、制御器60は電力消散型クランプ70を起動させ、電圧νLINKを低減させてもよい。 As a further example, if the voltage ν LINK rises above the maximum threshold voltage, such a case indicates that the boost converter stage 40 is generating more power than the buck converter stage 50 can consume. May have shown. In response, controller 60 may increase current i OUT in buck converter 50 until voltage ν LINK no longer exceeds the maximum threshold voltage. In some embodiments, controller 60 may implement a low pass filter that increases current i OUT to prevent oscillations or difficult steps in the visible light output of LED 80 (s). In addition or alternatively, in response to the voltage ν LINK rising above the maximum threshold voltage, the controller 60 may activate the power dissipating clamp 70 to reduce the voltage ν LINK. .

従って、昇圧コンバータ段40、降圧コンバータ段50、及びクランプ70と連携して、制御器60は、電圧νRECが減少するにつれて増加し、電圧νRECが増加するにつれて減少し、且つ昇圧コンバータ段40の出力のヒステリシス電力調整を提供する入力電流波形iRECを提供してもよい。いくつかの実施例において、制御器60は、νRECのAC波形の両端に実質的に定電力を生成することによって、電圧νRECを減少させるにつれて電流iRECを増加させ、電圧νRECを増加させるにつれて電流iRECを減少させるという条件を満たすことができる。 Thus, the boost converter stage 40, in cooperation with the step-down converter stage 50, and the clamp 70, the controller 60 increases as the voltage [nu REC decreases, and decreases as the voltage [nu REC increases, and the boost converter stage 40 An input current waveform i REC that provides a hysteresis power adjustment of the output of the In some embodiments, the controller 60 by generating a substantially constant power to both ends of the AC waveform of [nu REC, increasing the current i REC as reducing the voltage [nu REC, increasing the voltage [nu REC It is possible to satisfy the condition that the current i REC is decreased as the current i REC is decreased.

以上で説明されたように、電子変圧器は、自励発振の原理に基づいて動作するように設計され、その出力電流からの電流帰還が電子変圧器に発振を強制するために使用される。電子変圧器の正帰還ループにおいて、負荷電流が、(例えば、図3に示されるトランジスタ129の)トランジスタ・ベース電流を起動させるために必要な電流未満である場合、発振は正帰還ループ自体を維持できないことにもなり、電子変圧器の出力電圧及び出力電流はゼロまで下がることになる。   As explained above, an electronic transformer is designed to operate on the principle of self-excited oscillation, and current feedback from its output current is used to force the electronic transformer to oscillate. In the positive feedback loop of an electronic transformer, if the load current is less than that required to activate the transistor base current (eg, of transistor 129 shown in FIG. 3), the oscillation will maintain the positive feedback loop itself This is impossible, and the output voltage and output current of the electronic transformer will drop to zero.

照明システム500において、昇圧コンバータ段40が実質的に調光装置出力と比例した定電力を生成しているので、電圧νREC(及び、それ故電圧ν)がその最大の大きさである場合に、電子変圧器20から供給される電流は、最小である。多くの電子変圧器において、このような最小電流は、電子変圧器の発振する状態になるのに必要な電流を下回ってもよい。発振する状態を抑えることは、変圧器からの利用可能なエネルギーが不足するという結果になり、最終的に、LED80(複数可)で望ましい値未満の出力という結果になる。 In the lighting system 500, when the boost converter stage 40 is generating constant power substantially proportional to the dimmer output, the voltage ν REC (and hence the voltage ν S ) is at its maximum magnitude. In addition, the current supplied from the electronic transformer 20 is minimal. In many electronic transformers, such a minimum current may be less than the current required for the electronic transformer to oscillate. Suppressing the oscillating condition results in a lack of available energy from the transformer, and ultimately results in less than the desired value at LED 80 (s).

従って、上記で説明される機能性に加えて、制御器60は、電圧νRECに基づいて電流iRECを計算するために使用される電力値を制御するサーボ・ループを更に実装してもよい。このようなサーボ・ループに従って、制御器60は、方程式iREC=aP/νRECに従って電流iRECを生成してもよく、ここで、aは、(以下に更に詳しく説明するように)降圧コンバータ段50によって生成される出力電力、及び電圧νRECの少なくとも1つに基づいた値を有する無次元の可変乗数であり、PはLED80(複数可)の定格出力である。制御器60の起動時に、制御器60は、aをその最大値(例えば、2)に設定してもよい。調光装置10の位相角を増加させるために、クランプ70が起動状態にあり、且つ降圧コンバータ段50の電力出力がその最大値(例えば、P)に達するまで、昇圧コンバータ段40によって供給される電流は、上昇レベルにあることができる(iREC=aP/νREC、ここでaはその最大値である)。この時点で、降圧コンバータ段50の出力電力がその最大値であるので、昇圧コンバータ段40によって生成される電力は減少することがあり、それでも、LED80(複数可)において同様に存在する光出力の生成を維持してもよい。それ故、降圧コンバータ段50の出力電力がその最大値であり、且つクランプ70が起動されているので(例えば、電圧νLINKは上述の最大しきい値電圧を超えている)、クランプ70がもはや起動していないか(例えば、電圧νLINKは上述の最大しきい値電圧をもはや超えていない)、又はaがその最小レベルに到達するか(例えば、a=1、LED80(複数可)の定格出力に等しい昇圧コンバータ段40の電力生成に応答する)のどちらかまで、制御器60は、aの値を減少させてもよい。反対に、調光装置10の位相角が減少し、且つ電圧νLINKが上述の第1のしきい値に近づき始める場合、制御器60はaを増加させることができる。一旦、aをその最大値に増加させると(例えば、a=2)、上記に説明したように、制御器60は電圧νLINKに基づいて電流iOUTを減少させてもよい。 Thus, in addition to the functionality described above, controller 60 may further implement a servo loop that controls the power value used to calculate current i REC based on voltage ν REC. . According to such a servo loop, the controller 60 may generate a current i REC according to the equation i REC = aP / ν REC , where a is a step-down converter (as described in more detail below). A dimensionless variable multiplier having a value based on at least one of the output power generated by stage 50 and the voltage ν REC , where P is the rated output of LED 80 (s). When starting the controller 60, the controller 60 may set a to its maximum value (eg, 2). To increase the phase angle of the dimmer 10, it is supplied by the boost converter stage 40 until the clamp 70 is in the activated state and the power output of the buck converter stage 50 reaches its maximum value (eg, P). The current can be at a rising level (i REC = aP / ν REC , where a is its maximum value). At this point, the output power of step-down converter stage 50 is at its maximum value, so the power generated by step-up converter stage 40 may decrease, but still the light output present in LED 80 (s) as well. Generation may be maintained. Therefore, because the output power of the buck converter stage 50 is at its maximum value and the clamp 70 is activated (eg, the voltage ν LINK exceeds the maximum threshold voltage described above), the clamp 70 is no longer Is not activated (eg, voltage ν LINK no longer exceeds the maximum threshold voltage described above) or whether a reaches its minimum level (eg, a = 1, LED 80 (s) rated) The controller 60 may decrease the value of a until it responds to the power generation of the boost converter stage 40 equal to the output. Conversely, if the phase angle of the dimmer 10 decreases and the voltage ν LINK begins to approach the first threshold described above, the controller 60 can increase a. Once a is increased to its maximum value (eg, a = 2), controller 60 may decrease current i OUT based on voltage ν LINK as described above.

いくつかの実施例において、制御器60は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号処理装置(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、又は、プログラム命令を解釈し及び/若しくは実行し、且つ/又はデータを処理するように構成される、任意の他のデジタル又はアナログ回路を含んでもよい。いくつかの実施例において、制御器60は、プログラム命令を解釈し及び/若しくは実行してもよく、且つ/又は制御器60に通信可能に連結されたメモリ(特に図示せず)に記憶されるデータを処理してもよい。   In some embodiments, controller 60 interprets and / or executes a microprocessor, microcontroller, digital signal processor (DSP), application specific integrated circuit (ASIC), or program instructions, and / or Or any other digital or analog circuit configured to process data. In some embodiments, controller 60 may interpret and / or execute program instructions and / or be stored in a memory (not specifically shown) communicatively coupled to controller 60. Data may be processed.

図6は、本開示の実施例に従って、先端的な調光装置によって駆動される電子変圧器と、ランプとの間の整合性を保証するために、方法例600のフローチャートを例示する。ある実施例によれば、方法600はステップ601から開始してもよい。上述のとおり、本開示の教示は照明システム500の様々な構成において実装されてもよい。このように、方法600のための好ましい開始点及び方法600を構成するステップの順序は、選択される実施態様に依存するだろう。   FIG. 6 illustrates a flowchart of an example method 600 to ensure consistency between an electronic transformer driven by an advanced dimmer and a lamp, according to an embodiment of the present disclosure. According to some embodiments, method 600 may begin at step 601. As noted above, the teachings of this disclosure may be implemented in various configurations of lighting system 500. Thus, the preferred starting point for method 600 and the order of steps comprising method 600 will depend on the implementation selected.

ステップ601において、制御器60は、変数aをその最大値(例えば、2)に設定する。   In step 601, the controller 60 sets the variable a to its maximum value (for example, 2).

ステップ602において、制御器60は、電子変圧器20から第1の電力コンバータ段40までエネルギーが利用できるかどうかを判定することができる。電子変圧器20から第1の電力コンバータ段40までエネルギーが利用できる場合、方法600はステップ604へ進むことができる。そうでない場合、方法600はステップ606へ進むことができる。   In step 602, the controller 60 can determine whether energy is available from the electronic transformer 20 to the first power converter stage 40. If energy is available from the electronic transformer 20 to the first power converter stage 40, the method 600 can proceed to step 604. Otherwise, method 600 can proceed to step 606.

ステップ604において、エネルギーが電子変圧器20から第1の電力コンバータ段40まで利用できるという判定に応答して、制御器60は、方程式iREC=aP/νRECに従って、昇圧コンバータ段40に電流iRECを供給させることができ、ここでaは、降圧コンバータ段50によって生成される出力電力、及び電圧νRECの少なくとも1つに基づいた値を有する無次元の可変乗数であり、PはLED80(複数可)の定格出力である。 In step 604, in response to determining that energy is available from the electronic transformer 20 to the first power converter stage 40, the controller 60 passes the current i to the boost converter stage 40 according to the equation i REC = aP / ν REC. REC can be provided, where a is a dimensionless variable multiplier having a value based on at least one of the output power generated by the buck converter stage 50 and the voltage ν REC , and P is the LED 80 ( Rated output).

ステップ606において、制御器60は、降圧コンバータ段50に電流iOUTを生成させることができる。ステップ606の最初の実行中、制御器60は、降圧コンバータ段50に電流iOUTの所定の初期値を生成させることができる(例えば、降圧コンバータ段50によって生成される最大電流iOUTの割合)。その後、電流iOUTは、方法600の説明の他の場所で述べるように、変化することがある。 In step 606, the controller 60 can cause the buck converter stage 50 to generate a current i OUT . During the initial execution of step 606, the controller 60 can cause the buck converter stage 50 to generate a predetermined initial value of the current i OUT (eg, the percentage of the maximum current i OUT produced by the buck converter stage 50). . Thereafter, the current i OUT may change as described elsewhere in the method 600 description.

ステップ608において、制御器60は、電圧νLINKが第1の不足電圧しきい値未満であるかどうかを判定する。電圧νLINKが第1の不足電圧しきい値未満である場合、方法600はステップ610へ進むことができる。そうでない場合、方法600は、ステップ622へ進むことができる。 In step 608, the controller 60 determines whether the voltage ν LINK is less than the first undervoltage threshold. If the voltage ν LINK is less than the first undervoltage threshold, the method 600 can proceed to step 610. Otherwise, method 600 can proceed to step 622.

ステップ610において、電圧νLINKが第1の不足電圧しきい値未満であるという判定に応答して、制御器60は、電圧νLINKが、第1の不足電圧しきい値より低い第2の不足電圧しきい値未満であるかどうかを判定する。電圧νLINKが第2の不足電圧しきい値未満である場合、方法600はステップ612へ進むことができる。そうでない場合、方法600は、ステップ614へ進むことができる。 In step 610, in response to determining that the voltage ν LINK is less than the first undervoltage threshold, the controller 60 determines that the voltage ν LINK is lower than the first undervoltage threshold. Determine if it is below the voltage threshold. If the voltage ν LINK is less than the second undervoltage threshold, the method 600 can proceed to step 612. Otherwise, method 600 can proceed to step 614.

ステップ612において、電圧νLINKが第2の不足電圧しきい値未満であるという判定に応答して、制御器60は、以下で更に詳しく説明されるように、電流iOUTが減少する、より高い帯域幅のローパス・フィルタを選択してもよい。 In step 612, in response to determining that the voltage ν LINK is less than the second undervoltage threshold, the controller 60 increases the current i OUT to decrease, as described in more detail below. A bandwidth low pass filter may be selected.

ステップ614において、電圧νLINKが第2の不足電圧しきい値を超えているという判定に応答して、制御器60は、以下で更に詳しく説明されるように、電流iOUTを減少させることができ、より低い帯域幅のローパス・フィルタを選択することができる。ここで、より低い帯域幅のローパス・フィルタは、より高い帯域幅のローパス・フィルタのものより小さい帯域幅を有する。 In step 614, in response to determining that the voltage ν LINK exceeds the second undervoltage threshold, the controller 60 may decrease the current i OUT as described in more detail below. And a lower bandwidth low pass filter can be selected. Here, the lower bandwidth low pass filter has a smaller bandwidth than that of the higher bandwidth low pass filter.

ステップ616において、制御器60は、変数aがその最大値(例えば、a=2)であるかどうかを判定することができる。変数aがその最大値である場合、方法600はステップ618へ進むことができる。そうでない場合、方法600は、ステップ620へ進むことができる。   In step 616, the controller 60 can determine whether the variable a is its maximum value (eg, a = 2). If variable a is its maximum value, method 600 may proceed to step 618. Otherwise, method 600 can proceed to step 620.

ステップ618において、変数aがその最大値であるという判定に応答して、制御器60は、降圧コンバータ段50に、LED80(複数可)に供給される電流iOUTを減少させてもよい。制御器60は、ローパス・フィルタを実装することができ(例えば、ステップ612又は614のどちらかで選択される)、そこでは、それは降圧コンバータ段50に電流iOUTを減少させる。ステップ618の完了の後、方法600は再びステップ602へ進むことができる。 In step 618, in response to determining that the variable a is its maximum value, the controller 60 may cause the buck converter stage 50 to reduce the current i OUT supplied to the LED 80 (s). The controller 60 may implement a low pass filter (eg, selected in either step 612 or 614) where it reduces the current i OUT to the buck converter stage 50. After completion of step 618, method 600 can proceed to step 602 again.

ステップ620において、変数aがその最大値未満であるという判定に応答して、制御器60は変数aを増加させることができる。ステップ620の完了の後、方法600は再びステップ602へ進むことができる。   In step 620, in response to determining that the variable a is less than its maximum value, the controller 60 can increase the variable a. After completion of step 620, method 600 may proceed to step 602 again.

ステップ622において、電圧νLINKが第1の不足電圧しきい値より大きいという判定に応答して、制御器60は電圧νLINKが最大しきい値電圧より大きいかどうかを判定することができる。電圧νLINKが最大しきい値電圧より大きい場合、方法600はステップ624へ進むことができる。そうでない場合、方法600は再びステップ602へ進むことができる。 In step 622, in response to determining that the voltage ν LINK is greater than the first undervoltage threshold, the controller 60 may determine whether the voltage ν LINK is greater than the maximum threshold voltage. If voltage ν LINK is greater than the maximum threshold voltage, method 600 can proceed to step 624. Otherwise, the method 600 can proceed to step 602 again.

ステップ624において、電圧νLINKが最大しきい値電圧より大きいという判定に応答して、制御器60は電圧νLINKを減少させるためにクランプ70を起動させることができる。 In step 624, in response to determining that voltage ν LINK is greater than the maximum threshold voltage, controller 60 may activate clamp 70 to reduce voltage ν LINK .

ステップ626において、制御器60は、電流iOUTがその最大値(例えば、LED80(複数可)の定格電力に従って降圧コンバータ50が生成している最大電力)であるかどうかを判定することができる。電流iOUTがその最大値である場合、方法600はステップ628へ進むことができる。そうでない場合、方法600はステップ630へ進むことができる。 In step 626, the controller 60 may determine whether the current i OUT is at its maximum value (eg, the maximum power that the buck converter 50 is generating according to the rated power of the LED 80 (s)). If the current i OUT is at its maximum value, the method 600 can proceed to step 628. Otherwise, method 600 can proceed to step 630.

ステップ628において、電流iOUTがその最大値であるという判定に応答して、制御器60は変数aを減少させることができる。ステップ618の完了の後、方法600は再びステップ602へ進むことができる。 In step 628, in response to determining that current i OUT is at its maximum value, controller 60 may decrease variable a. After completion of step 618, method 600 can proceed to step 602 again.

ステップ630において、電流iOUTがその最大値未満であるという判定に応答して、制御器60は降圧コンバータ50に電流iOUTを増加させることができる。制御器60はローパス・フィルタを実装して、そこで、それは降圧コンバータ段50にiOUTを増加させてもよい。ステップ620の完了の後、方法600は再びステップ602へ進むことができる。 In step 630, in response to determining that current i OUT is less than its maximum value, controller 60 may cause step-down converter 50 to increase current i OUT . The controller 60 implements a low pass filter where it may increase i OUT to the buck converter stage 50. After completion of step 620, method 600 may proceed to step 602 again.

図6は、方法600に関して利用される、特定の数のステップを開示するが、図6において示されるそれらより多い、又はより少ないステップによって、方法600は実行されてもよい。加えて、図6は、方法600に関して利用される、ある順序のステップを開示するが、方法600に含まれるステップは任意の適切な順序で完成されてもよい。   Although FIG. 6 discloses a particular number of steps utilized with respect to method 600, method 600 may be performed with more or fewer steps than those shown in FIG. In addition, although FIG. 6 discloses a sequence of steps utilized with respect to method 600, the steps included in method 600 may be completed in any suitable order.

制御器60、又は方法600を実施するために動作可能な任意の他のシステムを使用して、方法600は実施されてもよい。ある実施例において、方法600は、コンピュータ可読媒体で具体化されるソフトウェア及び/又はファームウェアに、部分的に又は完全に実装されてもよい。   Method 600 may be implemented using controller 60, or any other system operable to perform method 600. In certain embodiments, method 600 may be partially or fully implemented in software and / or firmware embodied in a computer readable medium.

こうして、本明細書で開示される方法及びシステムに従って、制御器60は、ランプ・アセンブリ90に電子変圧器から第1の電力値を供給させ、第1の電力値は、電子変圧器から利用可能な、要求された電力値の最大量を含み、それにより、第1の電力値に従って、電子変圧器からエネルギー蓄積装置(例えば、リンク・コンデンサ45)に、エネルギーを伝送し、ここで、第1の電力値は電圧νRECと電流iRECとの積に等しい。加えて、エネルギー蓄積装置の電圧(例えば、νLINK)が、所定の電圧範囲内で(例えば、不足電圧しきい値を超えて、及び最大しきい値電圧未満で)調整されるような割合(例えば、電流iOUT)で、エネルギー蓄積装置から(例えば、リンク・コンデンサ45)負荷に(例えば、LED80(複数可))、制御器60はランプ・アセンブリ90にエネルギーを伝送させる。加えて、第1の電力値が負荷に供給可能な最大電力値より大きいと判定することに応答して、制御器60は、ランプ・アセンブリ90に、要求された電力値を減少させることができる(例えば、aを減少する)。 Thus, in accordance with the methods and systems disclosed herein, controller 60 causes lamp assembly 90 to supply a first power value from an electronic transformer, and the first power value is available from the electronic transformer. Including a maximum amount of requested power value, thereby transferring energy from the electronic transformer to the energy storage device (eg, link capacitor 45) according to the first power value, wherein Is equal to the product of the voltage ν REC and the current i REC . In addition, the ratio (eg, the voltage of the energy storage device (eg, ν LINK ) is adjusted within a predetermined voltage range (eg, above the undervoltage threshold and below the maximum threshold voltage) ( For example, with current i OUT ), the controller 60 causes the lamp assembly 90 to transfer energy from the energy storage device (eg, link capacitor 45) to the load (eg, LED 80 (s)). In addition, in response to determining that the first power value is greater than the maximum power value that can be delivered to the load, the controller 60 can cause the lamp assembly 90 to decrease the requested power value. (For example, decrease a).

本明細書に使用されるように、2つ以上の素子が互いに「連結される(coupled)」と呼ばれる場合、このような用語は、このような2つ以上の素子が、電子通信において、介在する素子のあり又はなしで、間接的に又は直接的に接続されることを示す。   As used herein, when two or more elements are referred to as being “coupled” to each other, such term is used to refer to such two or more elements intervening in electronic communications. It indicates that it is connected indirectly or directly with or without an element.

本開示は、本明細書の例示的な実施例に対する、当業者が理解するだろう、すべての変化例、代替例、変形例、変更例、及び修正例を含む。同様に、適切な場合に、添付の特許請求の範囲は、本明細書の例示的な実施例に対する、当業者が理解するだろう、すべての変化例、代替例、変形例、変更例、及び修正例を含む。そのうえ、特定の機能を実行する、ように適合され、ように配置され、ことが可能な、ように構成され、ように使用可能な、ように動作可能な、又は、ように機能する、機器、若しくはシステム、又は機器若しくはシステムの構成部品に対する、添付の特許請求の範囲における言及は、それ若しくはその特定の機能が起動され、オンにされ、又はロック解除されるか否かを問わず、その機器、システム、又は構成部品が非常に適合され、配置され、可能であり、構成され、使用可能であり、動作可能であり、又は機能する限り、その機器、システム、又は構成部品を含む。   This disclosure includes all variations, alternatives, modifications, variations, and modifications to those of the exemplary embodiments herein that would be understood by one of ordinary skill in the art. Similarly, where appropriate, the appended claims will cover all variations, alternatives, modifications, variations, and variations that would be understood by one of ordinary skill in the art to the exemplary embodiments herein. Includes correction examples. Moreover, a device adapted, arranged, capable of being configured, usable, operable, or functioning to perform a specific function, Or a reference to the system or a device or a component of the system in the appended claims, whether that device or its particular function is activated, turned on or unlocked As long as a system, or component, is very adapted, arranged, possible, configured, usable, operable, or functional, it includes that device, system, or component.

本明細書に列挙されるすべての実例及び条件つきの用語は、技術を進めるために、本発明者によってもたらされた開示及び概念を理解する際に、教育学的目的のために読み手を補助することが意図され、且つ、このような特に列挙された実例及び条件に対して制限がないものとして解釈される。本開示の実施例が詳細に説明されたが、本開示の趣旨と範囲から逸脱することなく、様々な変化、代替、及び変更は、本願明細書対して行うことができるだろうことを理解すべきである。   All examples and conditional terms listed herein assist the reader for pedagogical purposes in understanding the disclosure and concepts provided by the inventors to advance the technology. And are not to be construed as limiting with respect to such specifically recited examples and conditions. Although embodiments of the present disclosure have been described in detail, it will be understood that various changes, substitutions, and alterations may be made to the specification without departing from the spirit and scope of the disclosure. Should.

Claims (15)

先端的な調光装置によって駆動される電子変圧器の二次巻線と、負荷との間に整合性を提供する機器において、
前記電子変圧器の前記二次巻線に連結され、前記電子変圧器から第1の電力量を受け取るように構成される、電力コンバータ段と、
エネルギー蓄積装置と
前記電力コンバータ段に連結される制御器と、を含み、
前記制御器は
前記電子変圧器から前記第1の電力量を供給することであって、前記第1の電力量は、前記電子変圧器から利用可能な、要求された電力量の最大量を含み、それにより、前記第1の電力量に従って、前記電子変圧器から前記エネルギー蓄積装置に、エネルギーを伝送することと、
前記エネルギー蓄積装置の電圧が所定の電圧範囲内に調整されるような割合で、前記エネルギー蓄積装置から前記負荷にエネルギーを伝送することと、
前記第1の電力量が前記負荷に供給可能な最大電力量より大きいと判定することに応答して、前記要求された電力量を減少させることとを行うように構成されることを特徴とし、
前記制御器は、前記電子変圧器の前記二次巻線の出力電圧及び前記要求された電力値に基づいて、前記電子変圧器から電流を供給するように更に構成される、機器。
Oite and a secondary winding of an electronic transformer that is advanced ChohikariSo location to thus drive the equipment to provide consistency between the load,
Wherein coupled to the secondary winding of the electronic transformer, configured to receive the electronic transformer or we first power amount, the power converter stage,
And energy storage equipment,
Anda controller coupled to the power converter stage,
The controller is
The method comprising supplying the first power amount from the electronic transformer, wherein the first amount of power comprises a maximum amount of the electronic transformer or found available, the requested amount of power, thereby , in accordance with the first power amount, to the electronic transformer or al the energy storage equipment, and transmitting the energy,
And the voltage of the energy storage equipment is at a rate as adjusted to within a predetermined voltage range, transmits the energy to the energy storage instrumentation placed et the load,
In response to determining that the first power amount is larger than the maximum amount of power that can be supplied to the load, characterized in that it is configured to perform a reducing the required amount of power ,
Wherein the controller, based on the output voltage and the requested power value of said secondary winding of said electronic transformer further configured, equipment to supply the electronic transformer or al current.
前記制御器は、前記電力コンバータ段に前記電子変圧器から前記電流を供給させるように更に構成される、請求項1に記載の機器。 Wherein the controller, the more so as to supply configured the electronic transformer or al the current to the power converter stage, apparatus according to claim 1. 前記電力コンバータ段は、昇圧コンバータを含み、前記電力コンバータ段は、その入力を、ブリッジ整流器を介して、前記電子変圧器の前記二次巻線に連結するように構成される、請求項1に記載の機器。 The power converter stage includes a boost converter, and the power converter stage is configured to couple its input to the secondary winding of the electronic transformer via a bridge rectifier . Equipment described in. 前記電子変圧器の前記二次巻線の前記出力電圧の大きさが減少するにつれて、前記電流が増加し、前記電子変圧器の前記二次巻線の前記出力電圧の大きさが増加するにつれて、前記電流が減少するように、前記制御器は、前記電子変圧器から前記電流を供給するように更に構成される、請求項1に記載の機器。 As the magnitude of the output voltage of the secondary winding of the electronic transformer decreases, the current increases, and as the magnitude of the output voltage of the secondary winding of the electronic transformer increases, as the current decreases, the controller is further configured to supply the electronic transformer or al the current device according to claim 1. 前記電流は、前記電子変圧器の前記二次巻線の前記出力電圧の大きさに反比例する、請求項3に記載の機器。 The apparatus of claim 3, wherein the current is inversely proportional to the magnitude of the output voltage of the secondary winding of the electronic transformer. 前記制御器は、前記電流をiとする方程式i=aP/νに従って、前記電流を供給するように構成され、ここで、Pは、所定の電力値に等しく、νは、前記電子変圧器の前記二次巻線の前記出力電圧の大きさに等しく、aは、前記エネルギー蓄積装置の前記電圧、及び前記負荷に供給される出力電力の少なくとも1つに基づく値を有する可変乗数に等しく、aにPを乗ずると、前記要求された電力値に等しい、請求項1に記載の機器。 Wherein the controller, according to the equation i = aP / ν to the current and i, is configured to supply the current, wherein, P is equal to a predetermined power value, [nu, the electronic transformer A is equal to a variable multiplier having a value based on at least one of the voltage of the energy storage device and the output power supplied to the load; The device of claim 1, wherein a multiplied by P is equal to the requested power value. 前記所定の電力は前記負荷の定格電力である、請求項6に記載の機器。   The device according to claim 6, wherein the predetermined power is a rated power of the load. 前記制御器は、前記負荷に電流を供給するように更に構成され、前記割合は、前記電流の関数である、請求項1に記載の機器。 Wherein the controller, the load is further configured to supply current to said ratio is a function of said current, according to claim 1 instrument. その入力を前記エネルギー蓄積装置に連結するように構成される電力コンバータ段を更に含み、前記制御器は、前記エネルギー蓄積装置の前記電圧に少なくとも基づいて、前記電力コンバータ段に、前記負荷に前記電流を供給させるように更に構成される、請求項8に記載の機器。 Including its inputs further power converter stage configured to couple to the energy storage equipment, wherein the controller, based on at least the voltage of the energy storage equipment, to the power converter stage, said load the current further configured to supply, according to claim 8 equipment. 前記制御器は、前記エネルギー蓄積装置の前記電圧が第1の不足電圧しきい値未満にあるという判定に応答して、前記電流を減少させるように構成される、請求項8に記載の機器。 The apparatus of claim 8, wherein the controller is configured to decrease the current in response to a determination that the voltage of the energy storage device is below a first undervoltage threshold. 前記制御器は、ローパス・フィルタを実装し、前記ローパス・フィルタを介して前記電流を減少させる、請求項10に記載の機器。 The apparatus of claim 10, wherein the controller implements a low pass filter and reduces the current through the low pass filter. 前記エネルギー蓄積装置の前記電圧が、前記第1の不足電圧しきい値より大きさが小さい第2の不足電圧しきい値未満である、という判定に応答して、前記ローパス・フィルタの第1の帯域幅を選択し、前記エネルギー蓄積装置の電圧が、前記第2の不足電圧しきい値未満であるという判定に応答して、前記ローパス・フィルタの第2の帯域幅を選択するように、前記制御器は更に構成され、前記第2の帯域幅は、前記第1の帯域幅未満である、請求項11に記載の機器。 Wherein the voltage of the energy storage equipment is the less than the first undervoltage second undervoltage than small magnitude threshold threshold, in response to determining that the first of said low-pass filter select the bandwidth, so that the voltage of the energy storage equipment, in response to determining that less than the second undervoltage threshold, selecting the second bandwidth of the low pass filter The apparatus of claim 11, wherein the controller is further configured and the second bandwidth is less than the first bandwidth. 前記制御器は、前記エネルギー蓄積装置の前記電圧が最大しきい値電圧を超えているという判定に応答して、前記電流を増加させるように構成される、請求項8に記載の機器。   The apparatus of claim 8, wherein the controller is configured to increase the current in response to a determination that the voltage of the energy storage device exceeds a maximum threshold voltage. エネルギー蓄積装置に連結される電力消散型クランプを更に含み、前記エネルギー蓄積装置の前記電圧が最大しきい値電圧を超えているという前記判定に応答して、前記制御器は、前記電力消散型クランプに、前記エネルギー蓄積装置の前記電圧を減少させるように更に構成される、請求項9に記載の機器。 Further comprising a power dissipative clamp to be coupled to the energy storage equipment, the voltage of the energy storage equipment is in response to the determination that exceeds a maximum threshold voltage, wherein the controller, the power dissipative clamp further configured to reduce the voltage of the energy storage equipment, apparatus according to claim 9. 請求項1から14までのいずれかに記載の機器を用いて、整合性を提供する方法。   A method for providing consistency using the device according to claim 1.
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